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CuInGaSe2材料中晶格结构及物性

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:表5-1 CuInSe2材料的物理性质注:1=0.1nm。晶体结构呈黄铜矿型结构,用少量的Ga部分替代CuInSe2中的In便成了CuInxGa1-xSe2,通过调整Ga的浓度,可以使禁带宽度在1.02~1.68eV之间变化。当薄膜中Ga为零时,禁带宽度为1.02eV;当薄膜中Ga原子含量为100%时,即完全取代了In原子,材料变为CuGaSe2,禁带宽度为1.68eV。Ga的原子半径小于In,因此CIGS晶格常数变小。因此,键强、晶格常数比这两个指标,成为黄铜矿型材料中四方晶格畸变的一个量度。

CuInGaSe2材料中晶格结构及物性

1)CIGS为直接带隙半导体材料,CIGS材料的结构是以CuInSe2材料结构为基础的。表5-1为CuInSe2材料的物理性质(300K)。

表5-1 CuInSe2材料的物理性质(300K)

978-7-111-41872-6-Chapter05-7.jpg

注:1Å=0.1nm。(www.xing528.com)

晶体结构呈黄铜矿型结构,用少量的Ga部分替代CuInSe2中的In便成了CuInxGa1-xSe2,通过调整Ga的浓度,可以使禁带宽度在1.02~1.68eV之间变化。当薄膜中Ga为零时,禁带宽度为1.02eV;当薄膜中Ga原子含量为100%时,即完全取代了In原子,材料变为CuGaSe2,禁带宽度为1.68eV。禁带宽度随Ga/(In+Ga)比值变化,调整到最佳禁带宽度,可以吸收更多的太阳光谱。Ga的原子半径小于In,因此CIGS晶格常数变小。

2)每个Cu、In原子与Se有四个键连接,每个Se原子与Cu、In原子有两个键连接。Cu和In原子的化学性质不同,Ⅰ-Ⅵ(Cu-Se)键长、键强与Ⅲ-Ⅵ(In-Se)键长、键强并不相同,也不严格等于2,以Se原子为中心构成的四面体也不是完全对称的。因此,键强、晶格常数比这两个指标,成为黄铜矿型材料中四方晶格畸变的一个量度。图5-6为CIS黄铜矿型结构。

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